(57)【要約】【課題】タイヤの空気が漏れないようにホイールを組み立てることができる自動車のホイール組立装置及び組立方法を提供する。【解決手段】本発明による自動車のホイール組立装置は、第１感知部が締結部材によって第１設定トルクで締結されたホイールを搭載する支持台と、支持台に備えられて締結部材の位置を整列する整列ユニットと、支持台に備えられて締結部材にトルクを伝達し、締結部材が第２設定トルクに到達するまでトルクを線形に増加させる締結ユニットとを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１感知部が締結部材によって第１設定トルクで締結されたホイールを搭載する支持台と、
前記支持台に備えられて前記締結部材の位置を整列する整列ユニットと、
前記支持台に備えられて前記締結部材にトルクを伝達し、前記締結部材が第２設定トルクに到達するまで前記トルクを次第に増加させる締結ユニットとを含むことを特徴とする自動車のホイール組立装置。
【請求項２】
前記支持台は、
前記ホイールが安着するテーブルと、
前記テーブルの底面に備えられて前記テーブルを支持するレッグと、
前記テーブルに垂直に備えられる垂直プレートとを含むことを特徴とする請求項１に記載の自動車のホイール組立装置。
【請求項３】
前記第１感知部は、
タイヤの内部圧力または内部温度を測定するタイヤ内部センサーと、
前記タイヤ内部センサーを前記ホイールの外周面に締結するためのスクリューと、
前記ホイールの外周面にその一端が位置して前記スクリューに締結され、前記ホイールの内周面に他端が位置してその外周面にねじ山が形成されたバルブステムとを含むことを特徴とする請求項１に記載の自動車のホイール組立装置。
【請求項４】
前記締結部材は前記バルブステムのねじ山に締結されるナットであることを特徴とする請求項３に記載の自動車のホイール組立装置。
【請求項５】
前記整列ユニットは、
前記テーブルに備えられて前記ホイールの位置を整列する第１整列部と、
前記テーブルに備えられて前記第１感知部の位置を整列する第２整列部とを含むことを特徴とする請求項２に記載の自動車のホイール組立装置。
【請求項６】
前記第１整列部は、
前記テーブルの一周縁に備えられて前記テーブルに安着された前記ホイールを押す油圧シリンダーと、
前記テーブルの他周縁に備えられて前記油圧シリンダーによって押された前記ホイールを前記テーブルの第１設定位置に案内するガイドとを含むことを特徴とする請求項５に記載の自動車のホイール組立装置。
【請求項７】
前記第１整列部は、
前記油圧シリンダーのうちの前記ホイールを押す部位に備えられるローラをさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の自動車のホイール組立装置。
【請求項８】
前記第２整列部は、
前記テーブルに回転可能に備えられ、前記テーブルの第１設定位置に備えられる回転ステージと、
前記回転ステージを回転させる駆動部と、
前記テーブルに備えられて前記第１感知部を感知する第２感知部と、
前記第２感知部によって感知された信号に基づいて前記モータを制御して前記第１感知部の位置を整列させる制御部とを含むことを特徴とする請求項５に記載の自動車のホイール組立装置。
【請求項９】
前記制御部は前記垂直プレートの後面に備えられることを特徴とする請求項８に記載の自動車のホイール組立装置。
【請求項１０】
前記第２感知部は、
前記テーブルの第２設定位置に備えられる垂直部材と、
前記垂直部材に回転可能に備えられて前記回転ステージが回転時に前記第１感知部が接触するように前記第１感知部の高さに相応して位置する感知スイッチと、
前記感知スイッチの近くに備えられて前記タイヤ内部センサーが前記感知スイッチに接触する時、前記制御部に感知信号を伝達する磁気近接センサーとを含むことを特徴とする請求項８に記載の自動車のホイール組立装置。
【請求項１１】
前記第１感知部は、
タイヤの内部圧力または内部温度を測定するタイヤ内部センサーと、
前記タイヤ内部センサーを前記ホイールの外周面に締結するためのスクリューと、
一端は前記ホイールの外周面に位置して前記スクリューに締結され、他端は前記ホイールの内周面に位置してその外周面にねじ山が形成されたバルブステムとを含むことを特徴とする請求項２に記載の自動車のホイール組立装置。
【請求項１２】
前記締結部材は前記バルブステムのねじ山に締結されるナットであることを特徴とする請求項１１に記載の自動車のホイール組立装置。
【請求項１３】
前記締結ユニットは、
前記垂直プレートに備えられるボディーと、
前記ボディーの端部に備えられて前記バルブステムに前記ナットを締結するナットランナーとを含み、
前記ナットランナーは前記ナットにトルクを伝達し、前記ナットのトルクが第２設定トルクに到達するまで前記トルクを線形に増加させることを特徴とする請求項１２に記載の自動車のホイール組立装置。
【請求項１４】
第１感知部が締結部材によって第１設定トルクで既に締結されたホイールを支持台に搭載する段階と、
前記締結部材の位置を整列する段階と、
前記ナットランナーを利用して前記締結部材のトルクを第２設定トルクまで次第に増加させる段階と、
前記締結部材のトルクが第２設定トルクであるかを検査する段階とを含むことを特徴とする自動車のホイール組立方法。
【請求項１５】
前記整列する段階は、
前記支持台に搭載された前記ホイールを油圧シリンダーを利用して押す段階と、
前記油圧シリンダーによって押されたホイールをガイドを利用して回転ステージに案内する段階と、
前記回転ステージに案内された前記ホイールを駆動部を利用して回転させる段階と、
前記駆動部によって前記ホイールが回転する間、前記ホイールに既に締結された前記第１感知部が第２感知部によって感知されるかを判断する段階と、
前記第１感知部が前記第２感知部によって感知されれば、前記締結部材が前記締結ユニットに相応するように制御部によって前記駆動部を設定角度回転させる段階とを含むことを特徴とする、請求項１４に記載の自動車のホイール組立方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動車のホイールに係り、より詳しくは、自動車のホイール組立装置及び組立方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車は４つのホイールを含み、各ホイールの外部面には、タイヤが嵌合される。また、それぞれのホイールはタイヤの内部圧力及び内部温度を測定するセンサーを含む。特にセンサーによって測定された値を設定値と比較して、運転者に、４つのホイールのうち問題があるホイールに関する情報を知らせるシステムをタイヤ空気圧警報システム（ＴＰＭＳ）という。
【０００３】
具体的に、センサーは、外部の特定電波によって作動するものであって、作動が開始すれば、自体の固有ＩＤ、自体バッテリーの残量、タイヤ内部圧力、及びタイヤ内部温度などを無線によって車両の制御部に伝達する役割を果たす。また、センサーは以下のようにホイールに組み立てられる。
【０００４】
まず、中空形状のスクリューをセンサーのホールに貫通して中空形状のバルブステムのヘッドに締結する。ここで、バルブステムはヘッドとボディーからなる。ヘッドとボディーとの境界部には密閉用ゴムが結合される。そして、ボディーにはねじ山が形成される。スクリュー及びバルブステムが中空形状を有する理由は、これに通して空気を注入するためである。そして、ホイールの外周面にセンサーを位置させ、ホイールの外周面にバルブステムのゴムを接触させる。バルブステムのボディーはホイールの貫通ホールを通じてホイールの内周面に位置させる。
最後に、バルブステムのボディーのねじ山にナットを締結する。
【０００５】
しかし、このようなセンサーは手作業によってホイールに組み立てられるので、以下のような問題がある。つまり、作業者がナットをあまりに強く締結すれば、バルブステムのゴムがつぶれてタイヤの空気が漏れることがある。また、作業者がナットをゆるく締結すれば、バルブステムのゴムがホイールの外周面にうまく接触されなくてタイヤの空気が漏れることがある。また、作業者が不規則的なある力でナットを締結しても、バルブステムのゴムがつぶれてタイヤの空気が漏れることがある。
【特許文献１】特開２００３−１５１０６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、従来の問題点を解決するためになされたもので、本発明の目的は、タイヤの空気が漏れないようにホイールを組み立てることができる自動車のホイール組立装置及び組立方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明による自動車のホイール組立装置は、第１感知部が締結部材によって第１設定トルクで締結されたホイールを搭載する支持台と、前記支持台に備えられて前記締結部材の位置を整列する整列ユニットと、前記支持台に備えられて前記締結部材にトルクを伝達し、前記締結部材が第２設定トルクに到達するまで前記トルクを次第に増加させる締結ユニットとを含むことを特徴とする。
【０００８】
また、前記支持台は、前記ホイールが安着するテーブルと、前記テーブルの底面に備えられて前記テーブルを支持するレッグと、前記テーブルに垂直に備えられる垂直プレートとを含むことができる。
【０００９】
また、前記第１感知部は、タイヤの内部圧力または内部温度を測定するタイヤ内部センサーと、前記タイヤ内部センサーを前記ホイールの外周面に締結するためのスクリューと、前記ホイールの外周面にその一端が位置して前記スクリューに締結され、前記ホイールの内周面に他端が位置してその外周面にねじ山が形成されたバルブステムとを含むことができる。
【００１０】
また、前記締結部材は前記バルブステムのねじ山に締結されるナットであることができる。
【００１１】
また、前記整列ユニットは、前記テーブルに備えられて前記ホイールの位置を整列する第１整列部と、前記テーブルに備えられて前記第１感知部の位置を整列する第２整列部とを含むことができる。
【００１２】
また、前記第１整列部は、前記テーブルの一周縁に備えられて前記テーブルに安着された前記ホイールを押す油圧シリンダーと、前記テーブルの他周縁に備えられて前記油圧シリンダーによって押された前記ホイールを前記テーブルの第１設定位置に案内するガイドとを含むことができる。
【００１３】
また、前記第１整列部は、前記油圧シリンダーのうちの前記ホイールを押す部位に備えられるローラをさらに含むことができる。
【００１４】
また、前記第２整列部は、前記テーブルに回転可能に備えられ、前記テーブルの第１設定位置に備えられる回転ステージと、前記回転ステージを回転させる駆動部と、前記テーブルに備えられて前記第１感知部を感知する第２感知部と、前記第２感知部によって感知された信号に基づいて前記モータを制御して前記第１感知部の位置を整列させる制御部とを含むことができる。
【００１５】
また、前記制御部は前記垂直プレートの後面に備えられることができる。
【００１６】
また、前記第２感知部は、前記テーブルの第２設定位置に備えられる垂直部材と、前記垂直部材に回転可能に備えられて前記回転ステージが回転時に前記第１感知部が接触するように前記第１感知部の高さに相応して位置する感知スイッチと、前記感知スイッチの近くに備えられて前記タイヤ内部センサーが前記感知スイッチに接触する時、前記制御部に感知信号を伝達する磁気近接センサーとを含むことができる。
【００１７】
また、前記締結ユニットは、前記垂直プレートに備えられるボディーと、前記ボディーの端部に備えられて前記バルブステムに前記ナットを締結するナットランナーとを含み、前記ナットランナーは前記ナットにトルクを伝達し、前記ナットのトルクが第２設定トルクに到達するまで前記トルクを線形に増加させることができる。
【００１８】
一方、本発明による自動車のホイール組立方法は、第１感知部が締結部材によって第１設定トルクで既に締結されたホイールを支持台に搭載する段階と、前記締結部材の位置を整列する段階と、前記ナットランナーを利用して前記締結部材のトルクを第２設定トルクまで次第に増加させる段階と、前記締結部材のトルクが第２設定トルクであるかを検査する段階とを含むことを特徴とする。
【００１９】
また、前記整列する段階は、前記支持台に搭載された前記ホイールを油圧シリンダーを利用して押す段階と、前記油圧シリンダーによって押されたホイールをガイドを利用して回転ステージに案内する段階と、前記回転ステージに案内された前記ホイールを駆動部を利用して回転させる段階と、前記駆動部によって前記ホイールが回転する間、前記ホイールに既に締結された前記第１感知部が第２感知部によって感知されるかを判断する段階と、前記第１感知部が前記第２感知部によって感知されれば、前記締結部材が前記締結ユニットに相応するように制御部によって前記駆動部を設定角度回転させる段階とを含むことができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明による自動車のホイール組立装置及び組立方法によれば、次のような効果がある。まず、締結部材が第１感知部に自動的に締結できる。また、究極的に、締結部材が第１感知部に自動的に締結されることによって、締結部材のトルクを設定トルクまで一定に増加させることができる。結局、ゴムがつぶれないので、密閉性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。しかし、本発明は、多様な形態に実現でき、ここで説明する実施の形態に限定されるものではない。
【実施例１】
【００２２】
図１は本発明による自動車のホイール組立装置を示す斜視図である。図２は本発明による自動車のホイール組立装置において、ホイールに第１感知部が締結部材によって第１設定トルクで既に締結された状態を示す要部断面図である。
【００２３】
図１及び図２に示すように、自動車のホイール組立装置は、支持台１００、整列ユニット３００、及び締結ユニット５００を含む。支持台１００には、第１感知部７００が締結部材９００によって第１設定トルクで締結されたホイール１０を搭載する。整列ユニット３００は、支持台１００に備えられて、締結部材９００の位置を整列する役割を果たす。締結ユニット５００は、支持台１００に備えられて、締結部材９００にトルクを伝達し、締結部材９００が第２設定トルクに到達するまでトルクを次第に増加させる役割を果たす。
【００２４】
図１を参照して、支持台１００を具体的に説明する。支持台１００は、テーブル１１０、レッグ（ｌｅｇ）１３０、及び垂直プレート１５０を含むことができる。テーブル１１０はホイール１０が安着する所である。レッグ１３０はテーブル１１０の底面に備えられてテーブル１１０を支持する。垂直プレート１５０はテーブル１１０の後面に上部に向かって垂直に備えられる。
【００２５】
以下、図２を参照して、第１感知部７００及び締結部材９００を具体的に説明する。第１感知部７００は、タイヤ内部センサー７１０、スクリュー７３０、及びバルブステム７５０を含むことができる。タイヤ内部センサー７１０は、タイヤの内部圧力または内部温度を測定する。スクリュー７３０はタイヤ内部センサー７１０をホイール１０の外周面に締結するために使用される。バルブステム７５０はホイール１０の外周面にその一端が位置してスクリュー７３０に締結され、他端がホイール１０の内周面に位置してその外周面にねじ山が形成される。
ここで、バルブステム７５０はヘッド７５１（前記“一端”に当該）及び基部７５３（前記“他端”に当該）で構成され、ヘッド７５１と基部７５３との境界部には密閉用ゴム７５５が結合される。また、スクリュー７３０及びバルブステム７５０は中空形状（図示せず）で構成されて、これを通して空気がタイヤ内部に注入される。また、締結部材９００は、バルブステム７５０のねじ山に締結されるナットである。
従って、スクリュー７３０がタイヤ内部センサー７１０の貫通ホール７１１に貫通された後、バルブステム７５０のヘッド７５１に締結される。その後、締結部材９００は、バルブステム７５０のねじ山に第１設定トルクで締結される。ここで、第１設定トルクは、ホイール１０の外周面がバルブステム７５０のゴム７５５に衝撃を与えない程度の値である。このように締結された後、ホイール１０はテーブル１１０に搭載される。
【００２６】
以下、図１を参照して、整列ユニット３００を具体的に説明する。整列ユニット３００は、第１整列部１３００、第２整列部２３００を含むことができる。第１整列部１３００は、テーブル１１０に備えられて、ホイール１０の位置を整列する役割を果たす。第２整列部２３００は、テーブル１１０に備えられて第１感知部７００の位置を整列する役割を果たす。さらに、このような第１整列部１３００は、油圧シリンダー１３１０及びガイド１３３０を含むことができる。
【００２７】
具体的に、油圧シリンダー１３１０はテーブル１１０の一周縁に備えられてテーブル１１０に安着されたホイール１０を押す役割を果たす。ガイド１３３０はテーブル１１０の他周縁に備えられて油圧シリンダー１３１０によって押されたホイール１０をテーブル１１０の第１設定位置（図１の左側、回転ステージ２３１０のある箇所）に案内する役割を果たす。さらに、このような第１整列部１３００は、油圧シリンダー１３１０のうちのホイール１０を押す部位に備えられるローラ１３５０をさらに含むことができる。
【００２８】
また、第２整列部２３００は、回転ステージ２３１０、駆動部２３３０、第２感知部２３５０、及び制御部２３７０を含むことができる。具体的に、回転ステージ２３１０は、テーブル１１０に回転可能に備えられ、第１設定位置に備えられる。駆動部２３３０は、テーブル１１０に一端が備えられ、回転ステージ２３１０に他端が備えられて回転ステージ２３１０を回転させる。第２感知部２３５０は、テーブル１１０に備えられて、第１感知部７００を感知する。より具体的には、第２感知部２３５０は、タイヤ内部センサー７１０を感知する。
【００２９】
以下、第２感知部２３５０をより具体的に説明する。第２感知部２３５０は、垂直部材２３５１、感知スイッチ２３５３、及び磁気近接センサー２３５５を含むことができる。垂直部材２３５１は、テーブル１１０の第２設定位置（図１の右手前側）に備えられる。感知スイッチ２３５３は、垂直部材２３５１に回転可能に備えられて、回転ステージ２３１０の回転時に、タイヤ内部センサー７１０が接触するように、タイヤ内部センサー７１０の高さに相応して位置する。磁気近接センサー２３５５は、感知スイッチ２３５３の近くに備えられて、タイヤ内部センサー７１０が感知スイッチ２３５３に接触する時、制御部２３７０に感知信号を伝達する役割を果たす。
【００３０】
制御部２３７０は、第２感知部２３５０によって感知された信号に基づいて、駆動部２３３０を制御して第１感知部７００の位置を整列させる。より具体的には、制御部２３７０は、駆動部２３３０を制御して、締結部材９００の位置を整列させる。このような制御部２３７０は、垂直プレート１５０の後面に備えられることができる。
【００３１】
以下、図１を参照して、締結ユニット５００を具体的に説明する。締結ユニット５００は、アーム５１０及びナットランナー（ｎｕｔ  ｒｕｎｎｅｒ）５３０を含むことができる。アーム５１０は、垂直プレート１５０に備えられ、少なくとも一つの関節によって前後または上下移動をすることができる。ナットランナー５３０は、アーム５１０の端部に備えられてバルブステム７５０に締結部材９００を締結する。特に、ナットランナー５３０は、締結部材９００にトルクを伝達し、締結部材９００のトルクが第２設定トルクに到達するまでトルクを線形に増加させる。ここで、トルクを線形に増加させる理由は、バルブステム７５０の密閉用ゴム７５５が不規則的につぶれることを防止するためである。また、第２設定トルクは密閉用ゴム７５５がつぶれない程度の値、及び密閉用ゴム７５５によって密封が可能な程度の値であることができて、実験によって決定される値である。
【００３２】
以下、図３乃至図９を参照して、本発明の一実施形態による自動車のホイール組立方法を具体的に説明する。図３は本発明の一実施形態による自動車のホイール組立装置において、ホイールをテーブルに安着させる状態を示す図面である。図４及び図５は、本発明の一実施形態による自動車のホイール組立装置において、ホイールを回転ステージに整列する状態を示す図であり、図６は、本発明の一実施形態による自動車のホイール組立装置において、ホイールを回転させる状態を示す図である。図７は、本発明の一実施形態による自動車のホイール組立装置において、ホイールの第１感知部が第２感知部によって感知される状態を示す図である。図８は、本発明の一実施形態による自動車のホイール組立装置において、ホイールが設定角度回転した状態を示す図である。図９は、本発明の一実施形態による自動車のホイール組立方法を示すフローチャートである。
【００３３】
まず、図３及び図９に示すように、第１感知部７００が締結部材９００によって第１設定トルクで既に締結されたホイール１０が用意されて（Ｓ１１）、ホイール１０を支持台１００に搭載する（Ｓ１３）。そして、図４乃至９に示すように、締結部材９００の位置を整列する。以下、整列過程を具体的に説明する。
【００３４】
一番目に、図４及び図９に示すように、支持台１００に搭載されたホイール１０が油圧シリンダー１３１０で押される（Ｓ１５）。二番目に、図５及び図９に示すように、油圧シリンダー１３１０によって押されたホイール１０が、ガイド１３３０によって回転ステージ２３１０に案内される（Ｓ１７）。三番目に、図６及び図９に示すように、回転ステージ２３１０に案内されたホイール１０が、駆動部２３３０によって回転される（Ｓ１９）。四番目に、図９に示すように、駆動部２３３０によってホイール１０が回転する間、ホイールに既に締結された第１感知部７００が、第２感知部２３５０によって感知されるかを判断する（Ｓ２１）。五番目に、図７及び図９に示すように、第１感知部７００が、第２感知部２３５０によって感知されれば、図７に示すように、締結部材９００が、締結ユニット５００に相応するように、制御部２３７０によって駆動部２３３０を設定角度（θ）に回転させる（Ｓ２３）。その後、図８及び図９に示すように、ナットランナー５３０を利用して、締結部材９００のトルクを第２設定トルクまで線形に増加させる（Ｓ２５）。最後に、図９に示すように、締結部材９００のトルクが第２設定トルクであるかを検査する（Ｓ２７）。
【００３５】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、本発明の技術的範囲内において変更、改良ができる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、車両のホイール組立装置として好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明による自動車のホイール組立装置を示す斜視図である。（実施例１）
【図２】本発明による自動車のホイール組立装置において、ホイールに第１感知部が締結部材によって、第１設定トルクで既に締結された状態を示す要部断面図である。（実施例１）
【図３】本発明による自動車のホイール組立装置において、ホイールをテーブルに安着させる状態を示す図である。（実施例１）
【図４】本発明による自動車のホイール組立装置において、ホイールを回転ステージに整列する状態を示す図である。（実施例１）
【図５】本発明による自動車のホイール組立装置において、ホイールを回転ステージに整列する状態を示す図である。（実施例１）
【図６】本発明による自動車のホイール組立装置において、ホイールを回転させる状態を示す図である。（実施例１）
【図７】本発明による自動車のホイール組立装置において、ホイールの第１感知部が第２感知部によって感知される状態を示す図である。（実施例１）
【図８】本発明による自動車のホイール組立装置において、ホイールが設定角度回転した状態を示す図である。（実施例１）
【図９】本発明による自動車のホイール組立方法を示すフローチャートである。（実施例１）
【符号の説明】
【００３８】
１０    ホイール
１００    支持台  
１１０    テーブル
１３０    レッグ
１５０    垂直プレート
３００    整列ユニット
５００    締結ユニット
５１０    アーム
５３０    ナットランナー
７００    第１感知部
７１０    タイヤ内部センサー
７１１    貫通ホール
７３０    スクリュー
７５０    バルブステム
７５１    ヘッド
７５３    基部
７５５    密閉用ゴム
９００    締結部材
１３００    第１整列部
１３１０    油圧シリンダー
１３３０    ガイド
１３５０    ローラ
２３００    第２整列部
２３１０    回転ステージ
２３３０    駆動部
２３５０    第２感知部
２３５１    垂直部材
２３５３    感知スイッチ
２３５５    磁気近接センサー
２３７０    制御部
【図１】
2007137397.tif 000003
【図２】
2007137397.tif 000004
【図３】
2007137397.tif 000005
【図４】
2007137397.tif 000006
【図５】
2007137397.tif 000007
【図６】
2007137397.tif 000008
【図７】
2007137397.tif 000009
【図８】
2007137397.tif 000010
【図９】
2007137397.tif 000011